JP2014204654A - 充電装置、給電装置および充電方法 - Google Patents

充電装置、給電装置および充電方法 Download PDF

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Abstract

【課題】充電開始前の消費電力の抑制と、充電開始前に充電効率を向上させる充電装置、給電装置および充電方法を提供する。【解決手段】計測された受電した電力に対応するレベル値を取得し、レベル値が第1の閾値より高いとき、充電部を起動させ、決められた充電効率で充電可能な位置に給電部の第1のコイルと充電部の第2のコイルがあるかを判定する位置判定処理を開始し、続いて、位置判定処理が開始されると、レベル値が、第1の閾値よりも高く、かつ決められた充電効率で充電可能な位置に第1のコイルと前記第2のコイルがあることを判定するための第2の閾値よりも高いとき、充電を行うために充電処理を開始する、充電装置である。【選択図】図5

Description

本発明は、非接触で充電を行うための充電装置、給電装置および充電方法に関する。
近年、電気自動車(EV)やプラグインハイブリッド車(PHV)などの車両の充電には非接触充電が用いられるようになってきている。非接触充電により充電をする場合には、充電開始前の消費電力を抑止すること、充電時の充電効率を向上させることが望まれる。充電効率を向上させる方法として、給電装置の電力を給電する給電部と車両に搭載された充電装置の電力を受電する充電部の位置を、充電効率が最も良くなる位置にしてから、充電を開始する方法が知られている。
関連する技術として、車両の駐車位置の位置ずれを小さく抑えることができる車両の駐車支援装置について開示されている。その駐車支援装置は、カメラ、第1の車両誘導部、受電ユニット、第2の車両誘導部、制御部を備えている。第1の車両誘導部は、カメラから得られる画像で車外の送電ユニットの位置を認識して送電ユニットに向けて車両を誘導する。受電ユニットは、送電ユニットから非接触状態で電力の受電を行なう。第2の車両誘導部は、受電ユニットの受電した電力に基づいて車両を誘導する。制御部は、第1の車両誘導部が画像では送電ユニットの位置を検出できなくなってから車両駆動部に所定距離を超えて車両を移動させても受電ユニットが送電ユニットから受電する電力が条件を満たさない場合には、車両の移動を停止させるための処理を行なう。しかし、この駐車支援装置では、受電ユニットを常に起動しており、充電開始前の消費電力を抑制していない。例えば、特許文献1を参照。
特開2011−188679号公報
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、充電開始前の消費電力の抑制と、充電開始前に充電効率を向上させる充電装置、給電装置および充電方法を提供することを目的とする。
実施態様のひとつである充電装置は、充電部、バッテリ部、検知部、制御部を有している。充電部は給電装置の給電部から送電される電力を受電する。バッテリ部は受電した電力を充電する。検知部は受電した電力を検知する。
制御部は充電を制御する。また、制御部は、検知部により検出された、受電した電力に対応するレベル値を取得し、レベル値が第1の閾値より高いとき、充電部にある充電に用いる部位を起動させ、決められた充電効率で充電可能な位置に給電部の第1のコイルと充電部の第2のコイルがあるかを判定する位置判定処理を開始する。続いて、位置判定処理が開始されると、レベル値が、第1の閾値よりも高く、かつ決められた充電効率で充電可能な位置に第1のコイルと第2のコイルがあることを判定するための第2の閾値よりも高いとき、充電を行うために充電処理を開始する。
他の実施態様のひとつである給電装置は、給電部、制御部を有している。給電部は充電装置の充電部に電力を給電する。
制御部は給電を制御する。また、制御部は電力の給電を要求する給電要求通知を取得すると、給電部を起動させ、位置判定に用いる電力を充電装置に給電させる制御部の第1の給電処理を開始する。
続いて、給電された電力を充電装置が受電したレベル値が、第1の閾値よりも高く、かつ決められた充電効率で充電可能な位置に給電部の第1のコイルと充電部の第2のコイルがあることを判定するための第2の閾値より高いときに、充電装置から送信される充電要求通知を取得すると、充電に用いる充電電力を充電装置に給電するための第2の給電処理を開始する。
他の実施態様のひとつである充電装置は、充電部、バッテリ部、検知部、制御部を有している。充電部は給電装置の給電部から送電される電力を受電する。バッテリ部は受電した電力を充電する。検知部は受電した電力を検知する。
制御部は充電を制御する。また、制御部は検知部により検出された、受電した電力に対応するレベル値を取得し、レベル値が第1の閾値より高いとき、充電部にある充電に用いる部位を起動させ、決められた充電効率で充電可能な位置に給電部の第1のコイルと充電部の第2のコイルがあるかを判定する位置判定処理を開始する。
位置判定処理が開始されると、レベル値が、第1の閾値よりも高く、かつ決められた充電効率で充電可能な位置に第1のコイルと第2のコイルがあることを判定するための第2の閾値よりも高いとき、充電を行うために充電処理を開始する。
また、位置判定処理が開始されると、レベル値が、決められた期間変化がなく、第1の閾値よりも高く、かつ第2の閾値以下である場合に、給電部の第1のコイルの位置を移動させるための移動要求通知を給電装置に送信する。
続いて、レベル値が第2の閾値より高くなると、制御部の充電処理を開始する。
他の実施態様のひとつである給電装置は、給電部、移動部、制御部を有している。給電部は充電装置の充電部に電力を給電する。移動部は給電部または給電部の第1のコイルを移動させる。
制御部は給電部の移動と給電を制御する。また、制御部は電力の給電を要求する給電要求通知を取得すると、給電部を起動させ、位置判定に用いる電力を充電装置に給電させる制御部の第1の給電処理を開始する。
続いて、給電された電力を充電装置が受電したレベル値が、第1の閾値よりも高く、かつ決められた充電効率で充電可能な位置に給電部の第1のコイルと充電部の第2のコイルがあることを判定するための第2の閾値より高いときに、充電装置から送信される充電要求通知を取得すると、充電に用いる充電電力を充電装置に給電するための制御部の第2の給電処理を開始する。
続いて、レベル値が、決められた期間変化がなく、第1の閾値よりも高く、かつ第2の閾値以下である場合に、充電装置から送信される第1のコイルを移動させる移動要求通知を取得すると、レベル値が前記第2の閾値より高くなる位置に前記第1のコイルを移動させる制御を移動部にさせる。
実施の形態によれば、充電開始前の消費電力の抑制と、充電開始前に充電効率を向上させることができるという効果を奏する。
チャージステーションの一実施例を示す図である。 給電装置と車両の関係を示す図である。 複数の給電装置とサーバとの関係を示す図である。 給電装置の一実施例を示す図である。 充電装置の一実施例を示す図である。 給電装置および充電装置のそれぞれの制御装置とサーバのハードウェアの一実施例を示す図である。 充電装置の制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。 充電装置の制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。 充電装置の制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。 充電装置と給電装置の各コイルの位置関係と、位置判定処理における電力レベルの関係の一実施例を示す図である。 位置判定処理の一実施例を示す図である。 給電装置の制御部の動作の一実施例を示す図である。 充電装置と給電装置とが行う充電方法の一実施例を示すフロー図である。 充電装置と給電装置とが行う充電方法の一実施例を示すフロー図である。 充電装置と給電装置とが行う充電方法の一実施例を示すフロー図である。 実施形態2の給電装置の一実施例を示す図である。 実施形態2の充電装置の一実施例を示すフロー図である。 実施形態2の充電装置の一実施例を示すフロー図である。 実施形態2の給電装置の一実施例を示すフロー図である。 実施形態2の充電装置と給電装置とが行う充電方法の一実施例を示すフロー図である。
以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
図1は、チャージステーションの一実施例を示す図である。図1に示すチャージステーション1には、車両5を駐車するための駐車エリア2a〜2dがあり、駐車エリア2a〜2dそれぞれには後述する給電装置7a〜7dが配置されている。給電装置7a〜7dは、車両5へ給電する際に送電に関する制御などを行う給電制御部3a〜3dと、電力を車両5側に送電するための給電部4a〜4dを有する。
図2は、給電装置と車両の関係を示す図である。図2の給電装置7は給電制御部3と給電部4を備えている。給電制御部3は車両5との通信およびサーバなどとの無線通信または有線通信を行う通信の制御と、商用電源から給電された電力を車両5に送電するための制御を行う。さらに、給電制御部3は充電料金の算出、駐車料金の算出、各種料金の支払いなどに関する制御を行ってもよい。
給電部4は電力を車両5に送電するときに用いられる。電力の送電は、例えば、電磁誘導もしくは共鳴方式を用いることが考えられる。
本実施形態では共鳴方式として給電部4と充電装置6に送受電にコイルを用いた場合について説明する。
図2の車両5は充電装置6を備えている。充電装置6は給電部4から送電された電力を受電して、バッテリ部に充電をする。バッテリ部は充電式の二次電池で、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池などが考えられる。
図3は、複数の給電装置とサーバとの関係を示す図である。図3に示す複数の給電装置7a〜7d各々はネットワーク9を介してサーバ8と通信をする。サーバ8は、例えば、給電装置7a〜7dと通信をして充電料金の算出、駐車料金の算出、各種料金の支払いなどに関する処理を実行し、処理結果を給電装置7a〜7dに送信する。
図4は、給電装置の一実施例を示す図である。図4の給電装置7は制御装置401、電源変換部403、整合部404、第1のコイル405を備えている。なお、制御装置401は給電制御部3の機能も有する。
給電部4は電源変換部403、整合部404、第1のコイル405を有する。給電部4は車両5に搭載された充電装置6に非接触で交流電力を給電する。
制御装置401は、給電装置7と充電装置6との間で行う通信の制御をする。制御装置401は電源変換部403、整合部404と接続され、接続されている各部を制御する。
制御装置401は、充電装置6から指定された充電電流が充電装置6に供給できるように電源変換部403の出力する交流電力を制御する。
電源変換部403は、商用電源402から供給される電力を決められた周期でかつ決められた電力レベルの交流に変換し第1のコイル405に給電する。上記交流の変換などの制御は制御装置401により行うことが考えられる。
整合部404は本例では力率改善をするために用いられ、制御装置401により制御される。
第1のコイル405は、車両5に搭載されている充電装置6へ電力を給電するために用いられる。本例では、第1のコイル405は充電装置6の後述する第2のコイル502に電力を送電する。また、第1のコイル405と第2のコイル502は非接触電力通信に用いられる。
図5は、充電装置の一実施例を示す図である。図5の充電装置6は制御装置501、充電部を有し、充電部は第2のコイル502(受電部)、検知部507、整合部503、整流部504を有する。また、充電装置6には計測部505、バッテリ部506が接続されている。本例では、計測部505、バッテリ部506が分かれているが充電装置に含めてもよい。
受電部は給電装置7から給電される交流電力を非接触で受電する。充電部は受電した電力をバッテリ部506に充電する。
制御装置501は計測部505、バッテリ部506、検知部507と接続され、接続されている各部を制御する。また、制御装置501は各部から計測データを取得する。
第2のコイル502は給電装置7から第1のコイル405を介して送電された交流電力を受電し、受電した電力が整合部503に供給される。
検知部507は、第1のコイル502と整合部503の間に設置され、受電した電力に応じたレベルの信号を、制御装置501に出力する。
整合部503は給電装置7と充電装置6との間のインピーダンス整合を行う。なお、整合部503は制御装置501と接続し、制御装置501によりインピーダンス整合を制御してもよい。
整流部504は受電した交流電力を整流して直流にし、直流にした電力はバッテリ部506に供給される。
計測部505はバッテリ部506に充電する際にバッテリ部506に流れる電流や供給される電力を計測する。なお、計測部505の接続位置はバッテリ部506の前段に限定されるものではない。
バッテリ部506は充電式の二次電池などが考えられる。
図6は、給電装置および充電装置のそれぞれの制御装置とサーバのハードウェアの一実施例を示す図である。給電装置7の制御装置401、充電装置6の制御装置501、サーバ8のハードウェアは、図6に示す制御部601、記憶部602、記録媒体読取装置603、入出力インタフェース604(入出力I/F)、通信部605などをそれぞれ備えている。また、上記各構成部はバス606によってそれぞれ接続されている。
なお、充電装置6の制御装置501として、例えば、ECU(Electronic Control Unit)の制御部などが考えられる。
また、サーバ8の機能はクラウドなどを用いて実現することもできる。
制御部601はCPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)、PLD(Programmable Logic Device)など)を用いることが考えられる。
記憶部602は、例えばROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部602にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。また、給電装置7およびサーバ8において、記憶部602以外に給電装置7およびサーバ8の外部に他の記憶部を設けてもよく、例えば、データベースなどを設けることが考えられる。
記録媒体読取装置603は給電装置7の制御装置401またはサーバ8に設けられ、制御部601の制御に従って記録媒体607に対するデータのリード/ライトを制御する。また、着脱可能な記録媒体607は、コンピュータ(給電装置7の制御部601またはサーバ8)で読み取り可能なnon-transitory(非一時的)な記録媒体として、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。なお、記憶部602もnon-transitory(非一時的)な記録媒体に含まれる。
入出力インタフェース604には、入出力部608が接続され、入出力部608から入力された情報を受信し、バス606を介して制御部601に送信する。また、制御部601からの命令に従ってディスプレイの画面上に操作情報などを表示する。入出力部608の入力装置は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス(マウスなど)、タッチパネルなどが考えられる。
なお、入出力部608の出力部であるディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイなどが考えられる。充電装置6の入出力部608は、車両5のダッシュボードに備え付けられていることが考えられる。
通信部605は無線通信または有線通信を行う機能を有する。また、通信部605はLocal Area Network(LAN)接続やインターネット接続を行う。また、通信部605は必要に応じ、他のコンピュータとの間のLAN接続やインターネット接続や無線接続を行うための通信機能を有してもよい。
このようなハードウェア構成を有するコンピュータ(給電装置7の制御部601または充電装置6の制御部601またはサーバ8)を用いることによって、給電装置7の制御と通信、充電装置6の制御と通信、サーバ8それぞれが行う各種処理機能が実現される。その場合給電装置7の制御と通信、および充電装置6の制御と通信と、サーバ8それぞれが有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムを上記コンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。
なお、給電装置7またはサーバ8の処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体607に記録しておくことができる。
給電装置7またはサーバ8のプログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD、CD−ROMなどの記録媒体607が販売される。また、給電装置7または充電装置6またはサーバ8のプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に記録しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
給電装置7または充電装置6またはサーバ8のプログラムを実行するコンピュータは、例えば、記録媒体607に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶部602に記憶する。そして、コンピュータは、自己の記憶部602からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、記録媒体607から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。
また、サーバコンピュータから給電装置7または充電装置6またはサーバ8のプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
充電装置の動作について説明する。
図7A、図7B、図7Cを用いて充電装置6の制御装置501における制御部601の動作について説明する。図7A、図7B、図7Cは、充電装置の制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。
図7Aは、駐車中にスリープ状態の車両の充電に用いる各部をウェイクアップさせるフロー図である。
図7Bは、駐車後にスリープ状態の車両の充電に用いる各部をウェイクアップさせるフロー図である。
図7Cは、給電装置が弱電力をスリープ状態の車両に供給し、車両の充電に用いる各部をウェイクアップさせるフロー図である。
図7Aのフロー図について説明する。
図7AのステップS701では充電に用いる各部をスリープ状態にする。または、既に充電に用いる各部がスリープ状態にある。充電に用いる各部は、充電装置6の整合部503、整流部504および制御装置501の制御部601の後述する位置判定処理や充電処理を行う部分などである。なお、スリープ状態でないのは、図7Aの例では第2のコイル502(受電部)と、検知部507と、制御装置501の通信部605と、制御装置501の制御部601の一部分である。
ステップS702では、車両5が駐車開始したことを充電装置6の制御装置501における制御部601が検出する。駐車開始の検出は、例えば、自動駐車スイッチが選択されたこと、またはギアがバックに入れられたことなどを検出することが考えられる。
ステップS703では、給電装置7に給電を要求する給電要求通知を制御部601が生成して通信部605に出力し、通信部605から給電要求通知を給電装置7に送信する。
充電装置6から給電要求通知を受信すると、給電装置7は予め決められたレベルの電力を出力する。この電力は、起動、位置判定に使用する電力であり、給電電力よりも十分小さいもの(弱電力)である。
ステップS704では、検知部507により検出された第2のコイル502を介して受電した電力に対応する電流値または電圧値などを示すレベル値を、制御部601が取得する。レベル値はフィルタリングなどのディジタル信号処理をして、ノイズなどを抑止してから用いることが望ましい。
ステップS705では、制御部601が取得したレベル値が第1の閾値より高いか否かを判定し、レベル値が第1の閾値より高い場合(Yes)にはステップS706に移行し、第1の閾値以下の場合(No)にはステップS704に移行する。第1の閾値は駐車エリアに車両が駐車されたことを検知し、位置判定処理を開始するか否かを判定するための閾値である。
ステップS706では、充電装置6の制御装置501における充電に用いる、整合部503、整流部504および制御装置501の制御部601の後述する位置判定処理や充電処理を行う部分を、制御部601が起動させる。
ステップS707では、車両5が駐車をしたことを充電装置6の制御装置501の制御部601が検出したか否かを判定する。駐車を完了したことを検出した場合(Yes)にはステップS708に移行し、駐車を完了しない場合(No)にはステップS707で駐車完了を待つ。駐車をしたことの検出は、例えば、MT(Manual Transmission)車両の場合はサイドブレーキやパーキングブレーキが使用され駐車されたことを検出するか、またはイグニッションスイッチがオフであることを検出することなどが考えられる。AT(Automatic Transmission)車両の場合は、ギアがパーキングに入れられたことを検出するか、またはイグニッションスイッチがオフであることを検出することなどが考えられる。ここで、車両5はチャージステーションや自宅などの駐車エリアに駐車されたものとする。
ステップS708では、決められた充電効率で充電可能な位置に第1のコイル405と第2のコイル502があるかを判定する制御部601の位置判定処理を開始する。
ステップS709では、位置判定処理が開始されると、レベル値が第2の閾値よりも高いか否かを、制御部601が判定する。第2の閾値は、決められた充電効率で充電可能な位置に第1のコイル405と第2のコイル502があるかを判定するための閾値であり、レベル値が第1の閾値より高い。レベル値が、第2の閾値よりも高い場合(Yes)にはステップS710に移行し、第2の閾値以下の場合(No)にはステップS711に移行する。
ステップS710では、制御部601が充電を行うための充電処理を開始し、充電要求通知を生成し通信部605に出力する。通信部605は給電装置7に充電要求通知を送信する。充電要求通知は、給電装置7に充電が可能であることを知らせる通知である。
位置判定処理について図8、図9を用いて説明する。
位置判定処理は、第1のコイル405から出力される一定の電力を、第2のコイル502で受電し、受電した電力を監視して、決められた充電効率で充電可能な位置に車両5が駐車しているかどうか判定する処理である。図8は、充電装置と給電装置の各コイルの位置関係と、位置判定処理における電力レベルの関係の一実施例を示す図である。図8の縦軸にレベル値が示され、横軸に位置が示されている。図9は、位置判定処理の一実施例を示す図である。図9の縦軸にレベル値が示され、横軸に時間が示されている。
図8に示すように、コイル405から一定の電力が出力されている状態で、車両5が駐車エリア2に矢印の方向に進入すると、第1のコイル405と第2のコイル502は近づき、検知部507により検出される電力に対応するレベル値は上昇していく。図8の例では車両5の第2のコイル502の位置がA点、B点の位置では充電不可と判定する領域(Area1)を示し、点Cの位置では充電可能と判定する領域(Area2)を示している。
図9は、車両5が動いている場合(図7A)の説明で、車両が動いている場合は、動きながら第1の閾値の検知(受電した電力のレベル値が第1の閾値より大きいか否かの判定)を行い、第1の閾値が検知される(受電した電力のレベル値が第1の閾値より大きいと判定される)と時間t1において第1の閾値の検知の波形がONになる。その後、充電に用いる部位を起動し、駐車完了してから位置判定処理を行い、充電可能(第2の閾値よりレベル値が高い)と判断されると時間t3において充電位置決定の波形がONになる。なお、第2の閾値は充電可能範囲(図8のArea2)で充電効率の低下が許容できるように、予め実験やシミュレーションによって決めることが考えられる。
ステップS711では、車両5が決められた充電効率で充電できない位置にいる場合には、制御部601が充電不可を示す情報を給電装置7に通知して表示させてもよいし、車両5に設けられているディスプレイなどに表示させてもよい。その後、例えばスリープ状態に移行して終了することが考えられる。
ステップS712では充電を行うために充電準備処理に移行する。充電準備処理は給電装置7と充電装置6の認証などの処理である。
ステップS713では、充電準備処理が完了すると充電処理が開始される。
図7Bのフロー図について説明する。
図7Bでは、駐車後にスリープ状態の車両5の充電に用いる各部をウェイクアップさせる場合の例であるため、図7Aのステップと順番が異なる。すなわち、図7BではステップS701、S702、S707、S703、S704、S705A、S706、S708〜S713の順に処理が実行される。
図7BのステップS701、S702は図7Aを用いて説明した処理と同じである。しかし、図7BにおいてはステップS707がステップS702の直後にあるので、駐車が完了した状態である。
続いて、図7BのステップS703では図7Aで説明したように給電要求通知を生成し出力する。なお、図7Bの例では駐車開始後に速度を検出し、検出した速度が0になると給電要求通知を生成して出力してもよい。
ステップS704でレベル値を取得し、ステップS705Aにおいて第1の閾値と比較する。ステップS705Aでは、制御部601が取得したレベル値が第1の閾値より高いか否かを判定し、レベル値が第1の閾値より高い場合(Yes)にはステップS706に移行し、第1の閾値以下の場合(No)にはステップS711に移行する。
図7BのステップS706、S708〜S713の処理は図7Aにおいて説明をしたので省略する。
なお、図7Bでは車両5が動いていないため時間に伴い電力レベルは変化しない。従って、ステップS705A、S709において電力レベルが第2の閾値以下である場合にはステップS711に移行する。
図7Cのフロー図について説明する。
図7Cでは、駐車しているスリープ状態の車両に給電装置7から弱電力を供給し、この弱電力により車両5の充電に用いる各部をウェイクアップさせる。図7Cのステップは図7A、図7Bと順番が異なり、ステップS701、S704、S705A、S706、S708〜S713の順に処理が実行される。
図7Cにおいては、図7CのステップS701Aでは、充電に用いる各部と通信部605をスリープ状態にする。なお、スリープ状態でないのは、図7Cの例では検知部507と、制御装置501の制御部601の検知部507からの情報を取得する処理を行う一部分である。
図7CのステップS704、S705Aは図7Bを用いて説明した処理と同じである。ただし、図7Cにおいて給電装置7は、充電装置6から給電要求通知を取得していない。そこで、図7Cにおいて給電装置7は例えば決められた日時になると決められたレベルの電力を充電装置6に出力する。または、充電装置6以外の外部装置から給電要求通知を取得すると、決められたレベルの電力を充電装置6に出力する。
続いて、図7CのステップS706Aでは充電に用いる各部と通信部605をウェイクアップさせる。
図7CのステップS708〜S713の処理は図7Aにおいて説明をしたので省略する。
なお、図7Cでは車両5が動いていないため時間に伴い電力レベルは変化しない。従って、ステップS705A、S709において電力レベルが第2の閾値以下である場合にはステップS711に移行する。
給電装置の動作について説明する。
図10を用いて給電装置7の制御装置401における制御部601の動作について説明する。図10は、給電装置の制御部の動作の一実施例を示す図である。
ステップS1001では、給電装置7の制御装置401における制御部601が給電要求通知を取得する。
給電要求通知は、充電装置6などで生成される通知で、例えば、図7A、図7Bで説明した給電要求通知である。また、給電要求通知は、給電装置7の制御装置401で生成される通知で、例えば、決められた日時になると生成される。また、給電装置7と別に設けられ、給電装置7と通信可能な外部装置で生成される通知である。また、給電要求通知は車両5の充電を開始する日時や、充電に関する情報などを有している。なお、給電要求通知の充電を開始する日時などの情報は、給電装置7や外部装置の入力部から入力する。
外部装置は、例えば、HEMS(Home Energy Management System)などを用いた家屋内のコンピュータ、携帯型通信端末、クラウドなどである。なお、外部装置との間で用いる通信は有線通信または無線通信などが考えられる。また、外部装置から給電装置7に給電要求通知を送信する場合、給電要求通知は入力された決められた日時になると送信される。また、外部装置から給電要求通知を取得する通信部605は、充電装置6との通信を行う通信部605と別に設けることが望ましい。
給電要求通知は充電装置6から送信されてもよい。この場合は無線通信で送信される。車両が駐車開始する時に給電要求通知を送信し、それをトリガにして給電装置7から電力供給を開始する。こうすることで駐車位置の判定に利用することが可能になるとともに、充電開始日時などを予め設定していない場合でも、駐車後すぐに充電を開始することができる。
ステップS1002では、制御部601が給電装置7の制御装置401における給電部を起動させる。
ステップS1003では、位置判定に用いる電力(弱電力)を充電装置6に給電させる制御部601の第1の給電処理を開始する。なお、ステップS1002とS1003の処理の順番は限定するものではない。
ステップS1004では、制御部601が第1の給電処理により給電部を制御して位置判定に用いる電力(第1の電力)で給電させる。第1の電力は、充電装置の起動や位置判定に使用する電力で給電電力(第2の電力)よりも小さい電力である。第2の電力は、給電電力であり、充電装置6がバッテリ部を充電するための電力であり、給電装置7の給電部4から充電装置6へ送電される。
ステップS1005では、制御装置401の制御部601が通信部605を介して充電要求通知を取得したか否かを判定し、取得した場合(Yes)にはステップS1006に移行する。取得していない場合(No)には充電要求通知がくるのを待ち、ステップS1005で待機する。充電要求通知は、給電装置7から給電された位置判定に用いる電力を充電装置6が受電したレベル値が、第2の閾値より高いときに、充電装置6から送信される。
なお、決められた時間以上待っても充電要求通知がこない場合にはタイムアウトしてステップS1005の処理を抜けてもよいし、ステップS1001に移行してもよい。
ステップS1006では、制御部601が第2の給電処理を起動する。第2の給電処理は、充電に用いる充電電力を充電装置6に給電する処理である。
ステップS1007では充電を行うために充電準備処理に移行する。充電準備処理は給電装置7と充電装置6の認証などの処理である。
ステップS1008では、充電準備処理が完了すると充電が開始される。
充電装置と給電装置とが行う充電方法について説明する。
図11A、図11B、図11Cは、充電装置と給電装置とが行う充電方法の一実施例を示すフロー図である。
図11Aは、駐車中にスリープ状態の車両の充電に用いる各部をウェイクアップさせるフロー図である。図7Aと図10の処理に関係する。
図11AのステップS1101では充電装置6の充電に用いる各部はスリープ状態である。図7AのステップS701を参照。
ステップS1102では、充電装置6が駐車開始を検出する。図7AのステップS702を参照。
ステップS1103では、充電装置6が給電要求通知を生成する。生成された給電要求通知は充電装置6の制御装置501の制御部601から通信部605に送信される。図7AのステップS703を参照。
ステップS1104では、充電装置6の通信部605が給電要求通知を給電装置7へ送信する。図7AのステップS703を参照。
ステップS1105では、給電装置7の通信部605が給電要求通知を受信し、受信された給電要求通知は給電装置7の制御装置401の通信部605から制御部601に送信される。図10のステップS1001を参照。
ステップS1106では、給電装置7が充電装置6から電力の給電を要求する給電要求通知を取得する。図10のステップS1001を参照。
ステップS1107では、充電装置6に電力を給電する給電装置7の給電部を起動させる。図10のステップS1002を参照。
ステップS1108では、給電装置7が充電装置6に位置判定に用いる電力を供給する第1の給電処理を開始する。図10のステップS1003を参照。
ステップS1109では、給電装置7が給電部から位置判定に用いる電力(第1の電力)を給電し、位置判定用の電力値で電力を給電する。図10のステップS1004を参照。
ステップS1110では、充電装置6が電力を受電し、受電した位置判定に用いる電力に対応するレベル値を取得する。図7AのステップS704を参照。
ステップS1111で取得したレベル値が第1の閾値より高いとき、ステップS1112で充電装置6が充電に用いる各部を起動する。図7AのステップS705、S706を参照。
ステップS1113では、充電装置6が駐車完了を検出する。図7AのステップS707を参照。
ステップS1114で、充電装置6の制御装置401の制御部601の位置判定処理を開始する。図7AのステップS708を参照。
ステップS1115で位置判定処理が開始され、レベル値が第2の閾値よりも高いとき、ステップS1116で充電装置6が充電要求通知を生成する。生成された充電要求通知は充電装置6の制御装置501の制御部601から通信部605に送信される。また、充電装置6の制御装置501の制御部601は充電を行うために充電準備処理を開始する。ステップS1117では充電装置6が充電要求通知を給電装置7へ送信する。図7AのステップS709、S710、S713、S714を参照。
ステップS1118では給電装置7が充電要求通知を受信する。受信された充電要求通知は給電装置7の制御装置401の通信部605から制御部601に送信される。図10のステップS1005を参照。
ステップS1119では、給電装置7が充電要求通知を取得する。図10のステップS1005を参照。
ステップS1120では給電装置7の制御装置401の制御部601が第2の給電処理を開始し(図10のステップS1006を参照)、充電装置6と給電装置7が充電準備処理を行い、ステップS1121では給電装置7が給電電力(第2の電力)で充電装置6に給電をする。図10のステップS1007、S1008を参照。
図11Bは、駐車後にスリープ状態の車両5の充電に用いる各部をウェイクアップさせるフロー図である。図7Bと図10の処理に関係する。図11Aと図11Bの違いは、ステップS1113の位置が異なることである。
図11Cでは、駐車しているスリープ状態の車両5に給電装置7から弱電力を供給し、この弱電力により車両5の充電に用いる各部をウェイクアップさせる。図11Cの例では既に車両5は駐車をしているため、ステップS1102の駐車開始を検出する処理とステップS1113の駐車完了を検出する処理がない。
また、給電装置7が主体となるため、図11A、図11Bに示したステップS1103〜S1105の給電要求通知を生成して充電装置6から給電装置7に出力する処理がない。ただし、外部装置で生成された給電要求通知を取得する場合には、給電装置7の通信部605を介して給電要求通知を取得する。
実施形態1によれば、充電開始前の充電装置6と給電装置7をスリープ状態にすることにより消費電力を抑制することができるという効果を奏する。弱電力を検知するだけであれば充電装置6と給電装置7を有するシステムを起動し続けている場合に比べ、消費電力を低減できる。
また、決められた充電効率で充電可能な位置に第1のコイル405と第2のコイル502があるかを判定することで、充電効率を向上させることができるという効果を奏する。その結果、充電効率の低下を抑止できるため、充電設定時間内に充電を完了することができる。
また、位置ずれがあることを利用者に通知することができるため、位置ずれの補正をすることができる。
実施形態2について説明する。
実施形態2は給電装置7側に移動機構など設け、決められた充電効率で充電可能な位置に第1のコイル405を移動させるものである。
図12は、実施形態2の給電装置の一実施例を示す図である。実施形態2における給電装置7は移動部1201を有している。移動部1201は、例えば、第1のコイル405をモータなどを用いて2軸(X軸とY軸)または3軸(X軸、Y軸とZ軸)で決まる位置に移動させる。実施形態2の制御装置401の制御部601は移動部1201も制御する。
実施形態2の充電装置の動作について説明する。
図13、図14は、実施形態2の充電装置の一実施例を示す図である。図13のステップS701〜S711は実施形態1で説明したステップS701〜S711と同じであるので説明を省略する。図13のステップS1301では、位置判定処理が開始されると、レベル値が、決められた期間変化がなく、第1の閾値よりも高く、かつ第2の閾値以下であるか否かを、実施形態2の充電装置6の制御装置501の制御部601が判定する。位置判定処理が開始され、レベル値が、決められた期間変化がなく、第1の閾値よりも高く、かつ第2の閾値以下である場合(Yes)には図14のステップS1302に移行する。それ以外の場合(No)には図13のステップS711に移行する。
ステップS1302では、給電装置7の給電部の第1のコイル405の位置を移動させるための移動要求通知を、実施形態2の充電装置6の制御装置501の制御部601が生成する。その後、充電装置6の制御装置501の通信部605を介して給電装置7へ移動要求通知を送信させる。移動要求通知を受信した給電装置7は第1のコイルの位置を移動させて、レベル値を第2の閾値より高くする。
ステップS1303ではレベル値を取得し、ステップS1304ではレベル値が第2の閾値より高いか否かを判定し、第2の閾値より高い場合(Yes)にはステップS1305に移行する。第2の閾値以下の場合(No)にはステップS1304で第2の閾値よりレベル値が高くなるのを待つ。なお、決められた時間以上待っても第2の閾値よりレベル値が高くならない場合にはタイムアウトしてステップS1304の処理を抜けてもよいし、ステップS1302に移行してもよい。
ステップS1305では制御部601が移動停止通知を生成する。移動停止通知は、第1のコイル405の移動を停止させるための通知である。その後、充電装置6の制御装置501の通信部605を介して給電装置7へ移動停止通知を送信させる。続いて、図13のステップS710に移行する。
実施形態2の給電装置の動作について説明する。
図15は、実施形態2の給電装置の一実施例を示す図である。図15のステップS1001〜S1008は実施形態1で説明したステップS1001〜S1008と同じであるので説明を省略する。
図15のステップS1501では、給電装置7の制御装置401の制御部601が通信部605を介して移動要求通知を取得したか否かを判定し、取得した場合(Yes)にステップS1502に移行し、取得していない場合(No)にステップS1501で待機して移動要求通知を待つ。ただし、決められた時間待っても移動要求通知を取得できない場合にはタイムアウトをして、ステップS1501の処理を抜けてもよいし、ステップS1001に移行してもよい。
ステップS1502では、制御部601が移動部1201を制御して第1のコイル405を決められた経路で移動させる。
ステップS1503では、制御部601が通信部605を介して移動停止通知を取得したか否かを判定し、取得した場合(Yes)にステップS1504に移行し、取得していない場合(No)にステップS1503で待機して移動停止通知を待つ。ただし、決められた時間待っても移動要求通知を取得できない場合にはタイムアウトをして、ステップS1503の処理を抜けてもよいし、ステップS1001に移行してもよい。
ステップS1504では、制御部601が移動部1201を制御して第1のコイル405の移動を停止させる。
充電装置と給電装置とが行う充電方法について説明する。
図16は、実施形態2の充電装置と給電装置とが行う充電方法の一実施例を示すフロー図である。実施形態2の場合、実施形態1で説明した図16のステップS1601(図11のステップS1107)においてレベル値を取得し、図16のステップS1602では取得したレベル値が決められた期間変化がなく、第1の閾値より高く、第2の閾値以下であるかを判定する。決められた期間変化がなく、第1の閾値より高く、第2の閾値以下の場合には、ステップS1603では充電装置6が移動要求通知を生成し、充電装置6の制御装置501の通信部605へ送信する。ステップS1604では通信部605を介して給電装置7に移動要求通知が送信される。
ステップS1605では給電装置7の制御装置401の通信部605が移動要求通知を受信し、ステップS1606で制御装置401の制御部601が移動要求通知を取得する。
ステップS1607では、給電装置7が移動要求通知を取得すると第1のコイル405の位置を移動する。第1のコイル405の移動は決められた経路で制御される。
ステップS1608でレベル値が第2の閾値より高くなると、ステップS1609で第1のコイルの移動を停止させる移動停止通知を充電装置6が生成して、充電装置6の制御部601が移動停止通知を通信部605に送信する。ステップS1610で通信部605が移動停止通知を給電装置7へ送信する。
ステップS1611では給電装置7の制御装置401の通信部605が移動停止通知を受信し、ステップS1612で制御装置401の制御部601が移動要求通知を取得し、ステップS1613で第1のコイル405の移動を停止させる。
続いて、給電装置7は充電処理を開始して、実施形態1で説明したステップS1112〜S1116の処理を行い、給電装置7が第2の閾値で充電装置6に給電をする。
実施形態2によれば、充電開始前の充電装置6と給電装置7をスリープ状態にすることにより消費電力を抑制することができるという効果を奏する。弱電力を検知するだけであれば充電装置6と給電装置7を有するシステムを起動し続けている場合に比べ、消費電力を低減できる。
また、決められた充電効率で充電可能な位置に第1のコイル405と第2のコイル502があるかを判定し、第1のコイルを移動させることで、充電効率を向上させることができるという効果を奏する。その結果、第1のコイル405と第2のコイル502が正しい位置になるので、充電効率が低下を抑止して損失を低減できるため、決められた設定の時間内に充電を完了することができる。
また、位置ずれがあることを利用者に通知することができるため、位置ずれの補正をすることができる。
また、本発明は実施形態1、2に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
1 チャージステーション、
2、2a、2b、2c、2d 駐車エリア、
3、3a、3b、3c、3d 給電制御部、
4、4a、4b、4c、4d 給電部、
5 車両、
6 充電装置、
7、7a、7b、7c、7d 給電装置、
8 サーバ、
9 ネットワーク、
401 制御装置、
402 商用電源、
403 電源変換部、
404 整合部、
405 第1のコイル、
501 制御装置、
502 第2のコイル、
503 整合部、
504 整流部、
505 計測部、
506 バッテリ部、
507 検知部、
601 制御部、
602 記憶部、
603 記録媒体読取装置
604 入出力インタフェース、
605 通信部、
606 バス、
607 記録媒体、
608 入出力部、
1201 移動部、

Claims (13)

  1. 給電装置の給電部から送電される電力を受電する充電部と、
    受電した電力を充電するバッテリ部と、
    受電した電力を検知する検知部と、
    充電を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記検知部により検出された、受電した電力に対応するレベル値を取得し、前記レベル値が第1の閾値より高いとき、前記充電部にある充電に用いる部位を起動させ、決められた充電効率で充電可能な位置に前記給電部の第1のコイルと前記充電部の第2のコイルがあるかを判定する位置判定処理を開始し、
    前記位置判定処理が開始されると、前記レベル値が、前記第1の閾値よりも高く、かつ前記決められた充電効率で充電可能な位置に前記第1のコイルと前記第2のコイルがあることを判定するための第2の閾値よりも高いとき、充電を行うために充電処理を開始する、
    ことを特徴とする充電装置。
  2. 前記充電部にある充電に用いる部位を起動させるために受電する電力は、前記バッテリを充電するための電力より小さいことを特徴とする請求項1に記載の充電装置。
  3. 前記充電装置は、
    前記給電装置と通信を行う通信部を備え、
    前記通信部は、前記充電部にある充電に用いる部位を起動させるための電力を前記給電装置に出力させる給電要求通知を前記給電装置に送信することを特徴とする請求項1に記載の充電装置。
  4. 前記通信部は、車両が駐車を開始したことを前記制御部が検出すると、前記給電要求通知を前記給電装置に送信することを特徴とする請求項3に記載の充電装置。
  5. 前記通信部は、車両が駐車を完了したことを前記制御部が検出すると、前記給電要求通知を前記給電装置に送信することを特徴とする請求項3に記載の充電装置。
  6. 充電装置の充電部に電力を給電する給電部と、
    給電を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    電力の給電を要求する給電要求通知を取得すると、前記給電部を起動させ、位置判定に用いる電力を前記充電装置に給電させる前記制御部の第1の給電処理を開始し、
    給電された前記電力を前記充電装置が受電したレベル値が、第1の閾値よりも高く、かつ前記決められた充電効率で充電可能な位置に前記給電部の第1のコイルと前記充電部の第2のコイルがあることを判定するための第2の閾値より高いときに、前記充電装置から送信される充電要求通知を取得すると、充電に用いる充電電力を前記充電装置に給電するための第2の給電処理を開始する、
    ことを特徴とする給電装置。
  7. 前記位置判定に用いる電力は、前記充電に用いる充電電力より小さいことを特徴とする請求項6に記載の給電装置。
  8. 前記給電要求通知は、前記給電装置または前記給電装置と別に設けられた外部装置で生成され、決められた日時になると前記制御部に送信されることを特徴とする請求項7に記載の給電装置。
  9. 給電装置は、充電装置から電力の給電を要求する給電要求通知を取得すると、前記充電装置の充電部に電力を給電する前記給電装置の給電部を起動させ、前記充電装置に位置判定に用いる電力を供給する第1の給電処理を開始して、前記給電部から前記位置判定に用いる電力を給電し、
    前記充電装置は、受電した前記位置判定に用いる電力に対応するレベル値を取得し、前記レベル値が第1の閾値より高いとき、前記充電部にある充電に用いる部位を起動させ、決められた充電効率で充電可能な位置に前記給電部の第1のコイルと前記充電部の第2のコイルがあるかを判定する位置判定処理を開始し、
    前記充電装置は、前記位置判定処理が開始されると、前記レベル値が、前記第1の閾値よりも高く、かつ前記決められた充電効率で充電可能な位置に前記給電部の第1のコイルと前記充電部の第2のコイルがあることを判定するための第2の閾値よりも高いとき、充電を行うために充電処理を開始し、
    前記充電装置は、前記充電処理が開始されると、充電を開始することを示す充電要求通知を前記給電装置に送信し、
    前記給電装置は、前記充電要求通知を取得すると、充電に用いる充電電力を前記充電装置に給電するための第2の給電処理を開始し、前記充電装置に前記充電電力を給電する、
    ことを特徴とする充電方法。
  10. 給電装置の給電部から送電される電力を受電する充電部と、
    受電した電力を充電するバッテリ部と
    受電した電力を検知する検知部と、
    充電を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記検知部により検出された、受電した電力に対応するレベル値を取得し、前記レベル値が第1の閾値より高いとき、前記充電部にある充電に用いる部位を起動させ、決められた充電効率で充電可能な位置に前記給電部の第1のコイルと前記充電部の第2のコイルがあるかを判定する位置判定処理を開始し、
    前記位置判定処理が開始されると、前記レベル値が、前記第1の閾値よりも高く、かつ前記決められた充電効率で充電可能な位置に前記第1のコイルと前記第2のコイルがあることを判定するための第2の閾値よりも高いとき、充電を行うために充電処理を開始し、
    前記位置判定処理が開始されると、前記レベル値が、決められた期間変化がなく、前記第1の閾値よりも高く、かつ前記第2の閾値以下である場合に、前記給電部の前記第1のコイルの位置を移動させるための移動要求通知を前記給電装置に送信し、
    前記レベル値が前記第2の閾値より高くなると、前記制御部の充電処理を開始する、
    ことを特徴とする充電装置。
  11. 充電装置の充電部に電力を給電する給電部と、
    前記給電部または前記給電部の第1のコイルを移動させる移動部と、
    前記給電部の移動と給電を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    電力の給電を要求する給電要求通知を取得すると、前記給電部を起動させ、位置判定に用いる電力を前記充電装置に給電させる前記制御部の第1の給電処理を開始し、
    給電された前記電力を前記充電装置が受電したレベル値が、第1の閾値よりも高く、かつ前記決められた充電効率で充電可能な位置に前記給電部の第1のコイルと前記充電部の第2のコイルがあることを判定するための第2の閾値より高いときに、前記充電装置から送信される充電要求通知を取得すると、充電に用いる充電電力を前記充電装置に給電するための前記制御部の第2の給電処理を開始し、
    前記レベル値が、決められた期間変化がなく、前記第1の閾値よりも高く、かつ前記第2の閾値以下である場合に、前記充電装置から送信される前記第1のコイルを移動させる移動要求通知を取得すると、前記レベル値が前記第2の閾値より高くなる位置に前記第1のコイルを移動させる制御を前記移動部にさせる、
    ことを特徴とする給電装置。
  12. 前記給電要求通知は、前記給電装置または前記給電装置と別に設けられた外部装置で生成され、決められた日時になると前記制御部に送信されることを特徴とする請求項11に記載の給電装置。
  13. 給電装置は、充電装置から電力の給電を要求する給電要求通知を取得すると、前記充電装置の充電部に電力を給電する前記給電装置の給電部を起動させ、前記充電装置に位置判定に用いる電力を供給する第1の給電処理を開始して、前記給電部から前記位置判定に用いる電力を給電し、
    前記充電装置は、受電した前記位置判定に用いる電力に対応するレベル値を取得し、前記レベル値が第1の閾値より高いとき、前記充電部にある充電に用いる部位を起動させ、決められた充電効率で充電可能な位置に前記給電部の第1のコイルと前記充電部の第2のコイルがあるかを判定する位置判定処理を開始し、
    前記充電装置は、前記位置判定処理が開始されると、前記レベル値が、前記第1の閾値よりも高く、かつ前記決められた充電効率で充電可能な位置に前記給電部の第1のコイルと前記充電部の第2のコイルがあることを判定するための第2の閾値よりも高いとき、充電を行うために充電処理を開始し、
    前記充電装置は、前記位置判定処理が開始されると、前記レベル値が、決められた期間変化がなく、前記第1の閾値よりも高く、かつ前記第2の閾値以下である場合に、前記給電部の前記第1のコイルの位置を移動させるための移動要求通知を前記給電装置に送信し、
    前記給電装置は、前記移動要求通知を取得すると、前記移動部を制御して前記レベル値が前記第2の閾値より高くなる位置に前記第1のコイルを移動し、
    前記充電装置は、前記レベル値が前記第2の閾値より高くなると、前記給電装置に前記第1のコイルの移動を停止させる移動停止通知を送信し、充電処理を開始し、
    前記充電装置は、前記充電処理が開始されると、充電を開始することを示す充電要求通知を前記給電装置に送信し、
    前記給電装置は、前記充電要求通知を取得すると、充電に用いる充電電力を前記充電装置に給電するための第2の給電処理を開始し、前記充電装置に前記充電電力を給電する、
    ことを特徴とする充電方法。
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